第五章视觉与听觉精要.ppt

第五章 视觉与听觉 一、视觉系统 二、视觉的基本功能 三、颜色视觉 四、听觉系统 五、响度与音高量表 六、空间听觉 一、视觉系统 （一）眼睛 1.眼睛的示意图 2.网膜上的两类细胞：锥体细胞与杆体细胞 视网膜上的神经联系 （二）视神经通路与大脑 视神经通路上的3处重要的信息加工站：上丘、外侧膝状体和视皮层区。 （三）神经细胞的感受野 在视觉系统中，如果视网膜某一特定区域在受到光的刺激时能够引起视觉系统较高水平上单一神经纤维或单一神经细胞的电反应，那么这个区域便是该神经纤维或细胞的感觉野。 研究视觉感受野的实验安排是把微电极埋藏在单个的神经节细胞或单个的外侧膝状体细胞或视皮层细胞。然后，将大小、运动、强度、朝向、模式等维度变化的各种各样的单个刺激投射到实验动物视网膜的不同部位，直到产生相应的电位变化，这样，作为某类神经细胞感觉野的视网膜某一特定区域便可被确认了。 猫的神经节细胞与外侧膝状体细胞的感受野都是同心圆式的，有“开”中心细胞和“闭”中心细胞。 视皮层细胞的感受野 （四）特征觉察器的概念 指视觉系统中只对视野内确定位置上有一定特征的刺激形式产生最大反应的某些特殊神经元，又称特征检测器，单个皮层细胞不能作为特征觉察器而起作用。皮层细胞不是孤立地进行活动的，它们以网络的方式交互作用，彼此参与。可能一个皮层细胞参与广泛的知觉活动，而一类知觉又涉及种类繁多的皮层细胞。每一种皮层区域都对不同的刺激信息进行不同的加工。某一区域的损伤可能会导致某种视觉能力的丧失。 二、 视觉的基本功能 （一）视觉的感受性 （二）空间辨别 （三）时间辨别 （四）客体的识别与定位： 焦点系统与周围系统 （一）视觉的感受性 1.光谱感受性 人眼不能看到所有的光线。人眼的适宜刺激，即可见光的波长范围大约是400nm（紫色）——700nm（红色）（黄希庭：380——780毫微米）。 人眼对不同波长光线的感受性是不同的。 人眼视网膜有两种感光细胞 锥体细胞：明视觉(photopic vision)感受器 杆体细胞：暗视觉(scotopic vision)感受器 锥体细胞能吸收可见光谱所有波长的光，但它对光谱的中央部分（约555nm）最敏感，而是对低于500nm和高于625nm的波长的感受性要差得多。从亮度来说，480nm的光只有555nm的光的20%。 杆体细胞也具有覆盖整个可见光谱的光谱光效率函数，但与锥体细胞相比，它们对较短的波长具有最大感受性， Purkinje效应 J.E.Purkinje1825年发现，在日光下看起来明度相等的红花和蓝花，到了黄昏时，即光照度变弱时，两种花的色调都变淡了，但蓝花看起来却比红花显得亮些。这种现象，即当照度降低，使锥体视觉转换到杆体视觉时，眼睛对光谱短波部分感受性提高的效应叫做Purkinje效应（荆其诚，1987）。 2. 暗适应与光适应（明适应） 暗适应（dark adaptation） 明适应（light adaptation） 测量暗适应的方法：被试首先面对光亮的照片2-3min，以降低眼睛的光感受性并提供一个参考点来追踪暗适应的时间过程。然后关灯使眼睛处于黑暗中。从关灯的那一刹那起按一定时间间隔（开始间隔以秒计，几分钟后按分钟计，直到大约30min止）不停地测量眼睛的绝对阈限。整个测量过程中，黑暗中刺激眼睛的光的波长及视网膜接受光刺激的部位保持恒定。测量结果以时间为横坐标、阈限刺激值（眼睛看到光亮所需要的最小强度）为纵坐标作图，得到两条暗适应曲线，如下图： 保护暗适应的措施：戴红色护目眼镜。 戴上红色护目镜后，即使在照明很亮的环境，也可以减弱照明的强度，而且只有红光才能进入眼睛，而红光能有效刺激锥体细胞，因此人们仍然可以阅读，看清环境；而红光几乎不能刺激杆体，从而使杆体一直处于暗适应状态。 （二）空间辨别 眼睛的空间辨别能力即视锐度（visual acuity）表现为觉察目标刺激的存在以及辨别物体细节的准确性。(或视敏度：视觉系统分辨最小物体或物体细节的能力） 视角（visual angle）：离眼睛一定距离的物体的大小与眼睛形成的张角。 1.觉察 觉察（detection）不要求区分物体各部分的细节，只要求发现对象的存在。 在暗背景上觉察明亮的物体主要决定于物体的亮度，而不完全决定于物体的大小。黑暗中的发光物体，只要有几个光量子射到视网膜上就可以被觉察。因此，夜空的星星视角虽然小于1分，但我们仍然能够看到它们，就是因为它们达到了一定的亮度，而且我们看到它们的大小取决于它们的明亮程度。 由于发光物体再小，由于光线的衍射和漫射，它在视网膜上的像都会大于1分的视角。而1分视角的物体在视网膜上的呈像已经大于一个细胞的直径，因此，直径更小的锥